現(xiàn)在隨著對于芯片的使用環(huán)境要求的愈加地苛刻，它在產(chǎn)品的生命周期中也面臨著很大的挑戰(zhàn)，但是在隨著制造尺寸的變小以及采取了新的封裝技術(shù)的時候，就又會產(chǎn)生一個新的影響，這也就直接地導(dǎo)致了開關(guān)電源器件的性能研發(fā)的失敗。

隨著科學(xué)技術(shù)的日漸發(fā)展，尤其是電子技術(shù)快速的更新?lián)Q代，對于開關(guān)電源等電子設(shè)備所用的元器件的質(zhì)量要求也是越來越高，而半導(dǎo)體器件的廣泛使用，它的壽命經(jīng)過了性能退化，最終導(dǎo)致了失效。

在現(xiàn)在有很大一部分的開關(guān)電源電子元器件在極端溫度以及惡劣的環(huán)境下進行工作，造成不能進行正常的工作，也有很大的一部分開關(guān)電源元器件在研發(fā)的時候就已經(jīng)止步于實驗室以及晶圓廠里面。除去人為使用的不當(dāng)、浪涌以及靜電擊穿等等，這些都是導(dǎo)致了半導(dǎo)體器件的壽命縮短的原因，除此之外，有一些運行正常的器件也會受到損害，并且出現(xiàn)元器件退化。

開關(guān)電源半導(dǎo)體元器件的失效原因不可勝數(shù)，當(dāng)然主要是存在于幾個方面：

開關(guān)電源元器件的設(shè)計

在先進的特征尺寸節(jié)點上，芯片老化是一個日益嚴(yán)重的問題，但是直到目前為止，大多數(shù)的設(shè)計團隊都沒有這個必要去處理它。在隨著新的可靠性的要求在開關(guān)電源等市場的提出之后，這些需要對影響老化的因素進行一個全面的分析，這將會發(fā)生重大的變化。

人們通常都知道開關(guān)電源半導(dǎo)體器件會隨著時間的推移逐漸老化，但是對于老化機制或者是導(dǎo)致了芯片失效的制約因素卻是毫不知情。除此之外，我們根據(jù)應(yīng)用的不同，可以對開關(guān)電源器件的最短壽命有一個確定的要求。

對于消費類設(shè)備可能是2年或者是3年，對于電信設(shè)備則可能會長達10年。鑒于老化的過程復(fù)雜并且一般來說是難以完全進行預(yù)測，在如今有許多的芯片設(shè)計經(jīng)常會采用冗余設(shè)計的方法，以此來保證足夠的余量來滿足可靠壽命工作的要求。

“ 我們以運算放大器為例子，它是很多東西的一個基礎(chǔ)。開關(guān)電源運算放大器它必須要正確的偏置，并且必須在經(jīng)過驅(qū)動的開關(guān)電源電壓當(dāng)中留有一些余量。然后還必須保證留下足夠的余量，這樣子隨著時間的推移，運算放大器的老化就會保持在開關(guān)電源晶體管的飽和區(qū)域之內(nèi)。開關(guān)電源晶體管的過驅(qū)動余量正在縮小，因為7nm的電源電壓是750mV，而閾值約350mV，所以幾乎沒有任何的空間來保留一個較大的余量。隨著開關(guān)電源老化以及閾值電壓可以偏移到多達50mV。如果開關(guān)電源運算放大器的偏置電路偏移了50mV，那么它可能會從飽和區(qū)域變成線性區(qū)域或者是開關(guān)電源三極管區(qū)，而開關(guān)電源晶體管則會變成電阻器而且不再具有增益。運算放大器它的功能是提供增益，在那時開關(guān)電源電路就會變得毫無用處。”

老化以及可靠性是模擬設(shè)計師需要面臨的一個挑戰(zhàn)。今天的設(shè)計可能不會在明天運行，因為這些設(shè)計可能會發(fā)生降級，我們目前最重要的是必須要保證滿足了市場所有老化以及可靠性的要求。